Doktorand/Doktorand/in (w/m/d) KI-Assistenten, große Sprachmodelle und Agentensysteme für Systems

Künstliche Intelligenz verändert grundlegend, wie Menschen mit komplexer Software arbeiten. Am MMI entwickeln wir multimodale KI-Assistenten, die Domänenexpertinnen und -experten durch die komplizierten Prozesse und Aufgaben im Kontext von Systems Engineering, Modellierung und Simulation für unterschiedlichste Anwendungsbereiche führen – von der Idee über Systemstruktur, Modellierung und Simulation bis zur Auswertung. Statt eine komplexe Simulationsoberfläche bedienen zu müssen, beschreiben Anwenderinnen und Anwender ihr Anliegen natürlichsprachlich; das erforderliche Simulationswissen stellt der Assistent bereit. So werden simulationsbasierte Methoden auch für Unternehmen nutzbar, denen bislang die Expertise oder die Kapazitäten fehlten.

Im Zentrum steht die Verbindung multimodaler großer Sprachmodelle und Vision-Language-Modelle mit werkzeugspezifischem Wissen über Retrieval-Augmented Generation, hybride semantische Suche, Embeddings und Vektordatenbanken. Hinzu kommen abgesicherter, Tool-basierter Zugriff auf reale Anwendungen über das Model Context Protocol mit strukturierten, schemavaliden Ausgaben (Constrained Decoding), die Validierung gegen Metamodelle und Ontologien sowie Guardrails zur Absicherung der Systemzustände. Den Rahmen bilden agentische Architekturen, die komplexe Anfragen durch Reasoning und Planung in hierarchische Teilaufgaben zerlegen, mehrere spezialisierte Agenten orchestrieren und im Zusammenspiel von Mensch und Agent (Human- und Agent-in-the-Loop) lösen.

Wir suchen eine wissenschaftliche Mitarbeiterin / einen wissenschaftlichen Mitarbeiter mit Promotionsabsicht und ausgeprägtem Interesse an angewandter Künstlicher Intelligenz: an LLM-basierten Assistenz- und Agentensystemen, an Wissensbereitstellung und an der Verbindung von Sprachmodellen mit realen Werkzeugen und 3D-Simulationsmodellen. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung praktisch einsetzbarer Systeme, die Anwenderinnen und Anwender produktiv unterstützen.

Wir bieten:

• Möglichkeit zur Promotion in einem hochaktuellen Forschungsfeld an der Schnittstelle von generativer KI, Agentensystemen, Systems Engineering und 3D-Simulation
• Eine volle Stelle (Vollzeit, Vergütung nach TV-L E13)
• Mitarbeit in einem drittmittelgeförderten Forschungsprojekt mit Industriepartnern und konkretem Anwendungsbezug
• Entwicklung anspruchsvoller agentischer KI-Systeme (LLMs, RAG, Tool-Use/MCP, Multi-Agenten-Orchestrierung), nicht nur prototypischer Demonstratoren
• Zugang zu moderner Forschungsinfrastruktur, eigenen Simulationswerkzeugen und Digitalen Zwillingen
• Ein kreatives, interdisziplinäres Forschungsumfeld an der RWTH Aachen, einer der führenden technischen Universitäten und Exzellenzuniversitäten Europas
• Gestaltungsspielraum für eigene Ideen und Forschungsrichtungen
• Bis zu 40 % Homeoffice im Rahmen einer bestehenden Dienstvereinbarung

Über uns:

Das Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) ist eine national und international aktive und erfolgreiche Forschungseinrichtung in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen. Das MMI ist Spezialist für die Modellierung, Simulation, Steuerung und Analyse komplexer Systeme in ihrer Einsatzumgebung, für die Interaktion und Vernetzung von Maschinen, Geräten und Menschen sowie für intelligente Systeme in Raumfahrtanwendungen und auf der Erde. Am MMI realisierte Digitale Zwillinge revolutionieren Entwicklungsprozesse und den Betrieb (nicht nur) robotischer Systeme. Sie sind Grundlage für die Konvergenz der virtuellen und realen Welt – branchen- und disziplinübergreifend. Die vielfältigen Anwendungen reichen vom Planetenrover über modulare Satellitensysteme bis zur „Internationalen Raumstation“, vom Industrieroboter bis zur „Virtuellen Produktion“ und vom Radlader bis zum „Virtuellen Wald“.

Bei Fragen zur Stelle oder zum Projekt freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme – informelle Rückfragen vorab sind ausdrücklich willkommen.

Aufgaben

• Erforschung und Entwicklung eines multimodalen KI-Assistenten, der natürlichsprachliche Anfragen in abgesicherte Aktionen auf realen 3D-Simulationsmodellen übersetzt
• Konzeption und Implementierung agentischer Architekturen mit Reasoning, Planung und hierarchischer Aufgabenzerlegung, Orchestrierung mehrerer Agenten sowie Human- und Agent-in-the-Loop
• Anbindung großer Sprachmodelle und Integration werkzeugspezifischen Wissens über Retrieval-Augmented Generation (RAG), Embeddings und Vektordatenbanken
• Entwicklung werkzeugagnostischer Schnittstellen zu Anwendungen über das Model Context Protocol (MCP) mit strukturierten, schemavaliden Ausgaben und Absicherung der Systemzustände gegen Metamodelle
• Konzeption von Verfahren zur Zuverlässigkeit und Nachvollziehbarkeit (Guardrails, Fehlererkennung und -korrektur, Erklärbarkeit)
• Aufbau einer systematischen Evaluierung anhand technischer Zielgrößen (z. B. Aufgabenerfolg, Validität der Ergebnisse, Effizienzgewinn)
• Mitarbeit in Forschungs- und Industrieprojekten mit direktem Praxisbezug
• Betreuung studentischer Arbeiten und Mitwirkung in der Lehre

Profil

Das bringen Sie mit:

• Sehr guter Masterabschluss (oder vergleichbar) in Informatik, Data Science, Künstlicher Intelligenz, Elektrotechnik, Computer Engineering oder einem verwandten Bereich
• Sehr gute Programmierkenntnisse in Python sowie Erfahrung mit gängigen ML-/LLM-Frameworks
• Fundiertes Verständnis moderner KI-Methoden, insbesondere großer Sprachmodelle (LLMs)
• Interesse an angewandter KI: RAG, Tool-Calling, Agentenarchitekturen sowie Prompt- und Kontext-Engineering
• Selbstständige, strukturierte und forschungsorientierte Arbeitsweise
• Sehr gute Deutsch- sowie gute Englischkenntnisse

Von Vorteil:

• Erfahrung mit Agenten-Frameworks und deren Orchestrierung (z. B. Multi-Agenten-Systeme, ReAct, Planner-Executor), dem Model Context Protocol (MCP) oder Tool-/Function-Calling
• Erfahrung mit Retrieval-Augmented Generation, hybrider semantischer Suche, Re-Ranking, Embeddings und Vektordatenbanken
• Erfahrung im Anpassen und Betreiben von Sprachmodellen
• Kenntnisse in der Evaluierung von LLM-Systemen (Benchmarking, automatisierte Bewertung) sowie in LLMOps
• Kenntnisse in 3D-Simulation, Digitalen Zwillingen, Robotik oder Automatisierungstechnik sowie in wissensbasierten Verfahren (Ontologien, Knowledge Graphs, Metamodelle)
• Erfahrung mit Containerisierung, Versionierung und CI/CD (z. B. Git, GitLab, Docker)
• Interesse am On-Premise-Betrieb von Sprachmodellen (lokale LLMs, Datenschutz)

Wir bieten

Die Einstellung erfolgt im Beschäftigtenverhältnis.
Die Stelle ist zum nächstmöglichen Zeitpunkt zu besetzen und befristet für zunächst zwei Jahre.
Eine Verlängerung von einem Jahr ist vorgesehen. Eine weitere Verlängerung ist erwünscht.
Die befristete Beschäftigung erfolgt im Rahmen der Befristungsmöglichkeiten des Wissenschaftszeitvertragsgesetzes.
Es handelt sich um eine Vollzeitstelle.
Eine Promotionsmöglichkeit besteht.
Die Eingruppierung richtet sich nach dem TV-L.
Die Stelle ist bewertet mit EG 13 TV-L.

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